PERKIRAAN UMUR KONSTRUKSI KAPAL DENGAN ANALISA FATIGUE: STUDI KASUS PADA KAPAL BULK CARRIER DWT

Transkripsi

1 PERKIRAAN UMUR KONSTRUKSI KAPAL DENGAN ANALISA FATIGUE: STUDI KASUS PADA KAPAL BULK CARRIER DWT Amal Hilmana *1, Ir.Soeweify,M.Eng 2, 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Perkapalan FTK-ITS 2 Dosen Jurusan Teknik Perkapalan FTK-ITS * amal_hilmana@yahoo.co.id ABSTRAK Dalam penelitian ini dilakukan perhitungan umur kostruksi kapal sesuai dengan regulasi common structural rules (CSR). Pemodelan elemen hingga untuk perhitungan tegangan fatigue menggunakan software MSC PATRAN seagai pre processor dan MSC NASTRAN seagai processor. Kapal yang dijadikan studi kasus adalah kapal ulk carrier DWT yang diangun dengan menggunakan regulasi konvensional. Hasil dari penelitian ini adalah umur konstruksi kapal ulk carrier DWT memenuhi kriteria pada regulasi CSR yang mempunyai rancangan umur konstruksi hingga 25 tahun. Tetapi ada eerapa agian konstruksi yang hasil umur konstruksinya masih terlalu dekat dengan kriteria yang disyaratkan dalam CSR. Hal ini diseakan karena didalam regulasi CSR dierlakukannya faktor korosi pelat sehingga ketealan pelat yang dianalisa menjadi leih tipis. Selain itu desain kondisi pemeanan pada CSR leih ekstrim karena mengacu pada Equivalent Design Wave. Akhirnya dari penelitian diatas dapat diamil kesimpulan ahwa kapal yang dirancang menggunakan regulasi CSR mempunyai kekuatan konstruksi yang leih kuat karena memilki ketealan pelat yang leih teal. Kata Kunci : Analisa fatigue dengan CSR 1.Pendahuluan Pada era gloalisasi ini perkemangan industri perdagangan semakin pesat. Karena perkemangan industri perdagangan ini menyeakan keutuhan sarana transportasi arang yang memadai, untuk itu keutuhan akan kapal mengalami penamahan. Teriring dengan ertamahnya permintaan akan industri perkapalan, Perhitungan umur konstruksi pada kapal adalah hal yang sangat penting, seagai pertimangan untuk melakukan investasi pada pemangunan kapal aru maupun pemelian kapal ekas (secondhand ship). Semakin erkemanganya industri perkapalan juga menyeakan eragai kecelakaan kapal yang fenomenal yang pernah terjadi seperti diantaranya kecelakaan MV Deryshire pada ulan Septemer 1980 di Okinawa ketika kapal terseut diterjang gelomang saat terjadinya angin topan, kemudian kecelakaan yang dialami MT Erika pada Desemer 1999 yang mengalami kerusakan karena fatigue pada konstruksinya sehingga mengakiatkan kapal ocor dan tenggelam serta ton minyak yang diangkutnya mencemari perairan laut, dan yang terakhir dan sangat fenomenal adalah tenggelamnya kapal MT Prestige di Galacia. Kapal terseut mengalami fracture ditengah-tengah konstruksi yang mengakiatkan kapal patah menjadi dua agian. Kapal-kapal terseut tenggelam ukan karena tidak layak eroperasi yang diseakan umur konstruksi yang sudah tua atau dikarenakan ean muatan yang erleihan. Tetapi kapal-kapal terseut tenggelam karena regulasi yang dimiliki saat itu sudah saatnya untuk dikemangkan oleh para ahli. Sehingga mereka mengadakan pengemangan regulasi aru yang leih aman dan yang dapat menghasilkan konstruksi kapal yang kuat dan mempunyai umur yang leih lama. Perhitungan umur konstruksi kapal ini telah anyak diatur dalam rule yang dikeluarkan oleh class, sehingga metode perhitungannya dapat dilakukan dengan mengacu pada aturan class yang akan dipakai.

2 Aturan perhitungan umur konstruksi dengan menggunakan analisa fatigue dapat ditemui pada aturan teraru yang diseut Common Structural Rules (CSR) yang merupakan hasil kolaorasi dari eerapa klasifikasi dunia seperti LR, ABS, DNV, NK dan lain lain dalam wadah IACS. Oleh karena itu sejak Januari 2006 IACS (International Association of Classification Societies) tealah mempulikasikan regulasi teraru untuk konstruksi kapal tanker dan ulk carrier yaitu Common Structural Rules (CSR). Regulasi ini teragi menjadi dua yaitu Joint Tanker Project yaitu regulasi untuk kapal tanker dan Joint Bulk Carrier Project untuk kapal Bulk Carrier. Regulasi CSR merupakan regulasi yang revolusioner. Pada regulasi ini anyak hal aru yang dierlakukan dalam pemangunan konstruksi kapal. Diantaranya pemeanan yang diaplikasikan leih ekstrim daripada regulasi konvensional yang ada. Selain itu anyak aturan aru yang leih ketat yang diterpakan dalam regualasi ini seperti diterapkannya perhitungan life time kapal sampai 25 tahun dan penerapan Finite Element Analysis seagai persyaratan dalam menganalisa kekuatan konstruksi kapal. Dalam perkemangannya ternyata regulasi ini tidak mudah untuk dipahami oleh pihak industri dan klasifikasi. Oleh karena itu perlu adanya kajian akademis untuk mempelajari dan memahami regulasi terseut. Hal inilah yang menjadi latar elakang dalam penulisan tugas akhir ini. Dalam tugas akhir ini akan disimulasikan perhitungan tegangan konstruksi kapal dengan menggunakan Finite Element Analysis sesuai dengan aturan CSR dan dilanjutkan dengan perhitungan fatigue damage sehingga kita isa mengetahui perkiraan umur kapal. Untuk itu kapal yang dijadikan seagai studi kasus adalah kapal ulk carrier DWT yang telah diangun dan diklasifikasikan pada klas BKI. 2.Dasar Teori dan Tinjauan Pustaka 2.1 Fatigue kapal tanker Secara umum perhitungan fatigue pada regulasi CSR untuk Bulk Carrier ini hanya dipakai pada kapal Bulk Carrier dengan panjang (L) minimal 150 m dan dirancang untuk erlayar didaerah perairan Samudra Atlantik utara (North Atlantic) dengan desain life time untuk 25 tahun. Sedangkan material yang dipakai pada kapal yang akan dianalisa mempunyai tegangan yield minimum 400 N/mm 2. Analisa fatigue pada regulasi ini merupakan fungsi dari ean akiat ean gelomang air laut (cycles induced y wave load). Sedangkan analisa fatigue akiat getaran tidak termasuk kedalam ahan perhitungan. 2.2 Kondisi Pemeanan Desain kondisi pemeanan yang akan diaplikasikan untuk analisa fatigue pada kapal ulk carrier sesuai dengan jenisnya adalah seagai erikut : (CSR Chapter 8, Section 1, 1.3) Tael 2.1 : Loading condition Jenis Kapal BC Full Load Condition Ballast Condition Homogeneus Alternate Normal Ballast Heavy Ballast BC-A BC-B --- BC-C ---

3 Setiap kondisi pemeanan mempunyai load case H, F, R dan P leih detail akan di jelaskan pada su a selanjutnya. H1 dan H2 adalah equivalent design wave H (Head Sea) F1 dan F2 adalah equivalent design wave F (Following Sea) R1 dan R2 adalah equivalent design wave R (Beam Sea) P1 dan P2 adalah equivalent design wave P ( Beam Sea) Disetiap kondisi pemeanan yaitu homegen (homogeneus), alternatif (alternate), alas normal (normal allast) dan alas penuh (heavy allast) dipengaruhi oleh ekivalen desain gelomang atau equivalent design wafe (EDW) yaitu esarnya harga gaya tekan yang diterima konstruksi kapal (hull girder) akiat respon dari gelomang air laut. EDW mempunya empat macam kondisi yaitu : (CSR Chapter 4, Section 4, 1.2) EDW H adalah kondisi dimana gelomang reguler yang erlawanan dengan arah layar kapal menyeakan vertikal ending momen maksimum. EDW F adalah kondisi dimana gelomang reguler yang searah dengan arah layar kapal menyeakan vertikal ending momen maksimum. EDW R adalah kondisi dimana gelomang reguler mengakiatkan roll maximum. EDW P adalah kondisi dimana gelomang reguler mengakiatkan tekanan hidrostatik pada garis air maksimum. Gamar 2.1 : Defenisi gelomang pada kondisi EDW H dan F Gamar 2.2 : Defenisi kondisi EDW R dan EDW P

4 Load case merupakan pendefenisian respon EDW terhadap lamung kapal (hull girder) yang dapat dilihat pada tael 2.3. Sedangkan defenisinya terhadap gerak kapal dapat dilihat pada tale 2.4. Seagai catatan dalam hal pemodelan finite element apaila pada desain load case R1, R2, P1, P2 tidak simetris maka pemodelan dilakukan utuh dari port side hingga start oard. (CSR Chapter 4, Section 4, 2.1.1) Secara umum gamaran kondisi pemeanan dapat dilihat pada tael erikut : Tael 2.2 : Defenisi load case Load case H1 H2 F1 F2 R1 R2 P1 P2 EDW H F R P Heading Head Follow Beam Beam (Port: weather side) (Port: Weather side) Effect Max ending Max ending momen Max Roll Max ext pressure moment Sagging Hogging Sagging Hogging Tael 2.3 : Huungan antara gerak kapal dengan ean kapal Load case H1 H2 F1 F2 R1 R2 P1 P2 Vert BM & Ya Ya - Ya SF Hor BM - - Ya - Heave turun naik - - turun Naik turun naik Pitch Bow turun Bow naik Roll SB naik SB turun SB naik SB turun Surge Belakang Depan Sway PS SB PS : Port Side SB : Star Board Pemeanan pada lamung kapal (Hull girder load) dan percepatannya terhadap gerak kapal dipengaruhi oleh load case H1, H2, F1, F2, R1, R2, P1 dan P2. Oleh karena itu dalam perhitungannya perlu dikalikan dengan factor pengali yang erupa factor kominasi ean. Harga dari LCF dapat dilihat pada tael 2.5. Selain pemeanan pada lamung, vertical ending momen pada kondisi air tenang juga dihitung dengan mengalikan LCF. Untuk mempermudah dalam perhitungan maka loading condition homogeneus, alternate, normal allast dan heavy allast ditandai dengan notasi (k), sedangakan load case disetiap loading condition dieri tanda notasi (i1) untuk H1, F1, R1 dan P1 untuk H2, F2, R2, dan P2 dieri notasi (i2). 2.3 Fatigue pada struktur Umur seuah struktur erhuungan dengan erapa lama struktur terseut dapat digunakan dengan aik tanpa mengalami masalah yang erkaitan dengan perawatan dan pemeliharaan, faktor korosi pelat, kelelahan struktur, dan lain lain. Biasanya masa struktur dinyatakan dalam satuan tahun Hal ini dapat mencakup pemeriksaan erkala, pemeliharaan, dan penggantian agian-agian dari struktur terseut. Oleh karena itu sangat diperlukan pemerikasan dan analisa pada struktur terseut secara erkala [Jaap Shijve, 2004]. Masa struktur aru harus enar enar diperhatikan sampai erapa lama struktur terseut dapat ertahan secara ekonomis dan tetap memenuhi aturan keselamatan. Karena seagai contoh pada tahun 1950an umur dari seuah pesawat terang seharusnya erkisar kurang leih 10 tahun, namun karena faktor ekonomis maka pesawat terseut masih tetap digunakan sampai mencapai umur 20 tahun. Hal ini menyeakan seringnya terjadi kecelakaan akiat melupakan standar keselamatan yang telah ditentukan [Jaap Shijve, 2004].

5 2.3.1 Lokasi Perhitungan Fatigue Bagian konstruksi yang akan dianalisa dalam perhitungan fatigue adalah agian yang mana fatigue crack akan teridentifikasi. Bagian terseut merupakan samungan konstruksi dieragai tempat yang telah ditentukan oleh regulasi JBP-CSR. Bagian-agian terseut dseut dengan hot spot dan akan menjadi sujek dalam menganalisa perhitungan fatigue selanjutnya. Bagian-agian terseut adalah (CSR Chapter 8, Section 1, 1.3) Tael 2.4 : Bagian konstruksi Bagian Detail M1 Pelat alas dalam a Samungan antara sloping dan/atau pelat vertikal dari lower stool Samungan dengan pelat sloping dari hopper tank M2 Pelat sisi dalam - Samungan dengan pelat sloping dari hopper tank M3 Sekat Melintang a Samungan dengan pelat sloping dari lower stool M4 M5 M6 M7 Hold frames dari single side ulk carrier Ordinary stiffner pada ruang antara doule side Ordinary stiffner pada upper dan lower wing tank Ordinary stifner pada doule ottom Samungan dengan pelat sloping dari hopper stool - Samungan pada upper dan lower wing tank a Samungan antara longitudinal stiffner dengan transverse we dan sekat melintang Samungan antara transverse stiffner dengan stringer atau sejenisnya - Samungan antara longitudinal stiffner dengan transverse we dan sekat melintang - Samungan antara longitudinal stiffner dengan floors pada agian sekat melintang M8 Hatch Corners - Free edges of hacth corners Hot Spot Stress Hot spot stress merupakan tegangan lokal yang terjadi pada agian konstruksi kapal yang telah ditentukan di atas. Menghitung Hot spot stress dapat dilakukan dengan cara FE analisa dan rumus pendekatan yang sudah ditentukan dalam regulasi. (CSR Chapter 4, Section 4, 2.2.3)

6 Tael 2.5 : Faktor kominasi ean Hot spot stress range (Δσ W, i(k) ) Merupakan tegangan lokal dalam N/mm 2 yang terjadi karena ean dinamis dari setiap desain loading kondisi pada JBP-CSR. Hot spot stress range dipengaruhi oleh ean dinamis karena hull girder moment (σ GW,i,(k) ), gelomang air laut (wave pressure) (σ W,i,(k) ), ean tekan akiat cairan yang ada di tanki-tanki (liquid pressure) (σ d,i,(k) ), ean tekan muatan di ruang muat (dry cargo pressure) dan ean akiat relatif defleksi dari sekat melintang. (CSR Chapter 8, Section 4, 2.3.1) Nominal stress range (σ mean, (k) ) Merupakan tegangan lokal dalam N/mm 2 yang terjadi karena ean statis pada kondsi air tenang. Sama halnya dengan hot spot stress range, hot spot mean stress dipengaruhi oleh ean statis kondisi air tenang seperti tekanan hidrostatis air laut, ean hull girder ending moment pada kondisi air tenang, ean tekan cairan tangki-tangki pada kondisi air tenang, ean tekan muatan di ruang muat pada kondisi air tenang dan tegangan akiat defleksi relatif sekat melintang pda kondisi air tenang. (CSR Chapter 8, Section 4, 2.3.1) σ mean,(k) = σ GS,(k) + σ S1,(k) σ S2,(k) + σ ds,(k) 2.4 Predominant load case Predominant load case merupakan stress range maksimum dari kominasi load case H, F, P dan R dari semua kondisi pemeanan di setiap agian construksi kapal. (CSR Chapter 8, Section 2, 2.1) Δσ W,I(k) = max{δσ W,i(k) } Dimana : Δσ W, i, (k) : Kominasi hot spot stress range, dalam N/mm 2 Untuk mempermudah maka tegangan predominant load case dieri tanda dengan notasi I

7 2.5 Loading condition 1 Loading condition 1 didefinisikan seagai kondisi pemeanan dimana tegangan tarik maksimum (stress tension) di setiap loading condition homogeneus, alternate, normal allast dan heavy allast pada agian konstruksi kapal. Harganya dapat dihitung melalui persamaan diawah ini. (CSR Chapter 8, Section 2, 2.2.1) W, I ( k ) max max,1 mean,1( k ) k 2 dimana: σ mean, I, (k) : structural hot spot mean stress, dalam N/mm 2 untuk predominant load case disetiap agian konstruksi Δσ W, i, (k) : hot spot mesn stress, dalam N/mm 2 untuk predominant load case disetiap agian konstruksi 2.6 Equivalent Notch Stress Defenisi dari equivalent notch stress adalah tegangan puncak yang terjadi pada agian konstruksi kapal yang terjadi pada ujung samungan konstruksi yang harganya dipengaruhi oleh konsentrasi tegangan akiat geometri dari agian konstruksi terseut, dalam N/mm 2. (CSR Chapter 8, Section 2, 2.3.1) Δσ eq,j = K f Δσ equiv,j dimana, Δσ equiv.j : ekifalen hot spot stress range dalam N/mm 2 K f : faktor notch fatigue, didefenisikan pada tael Equivalent Hot Spot Stress Range Tael 2.6 : Fatigue notch factor K f Jenis samungan K f Butt Joint 1.25 Fillet Joint 1.30 Samungan ukan las 1.00 Hot spot stress range merupakan perkalian antara hot spot stress range loading condition 1 dengan koreksi factor untuk mean stress. (CSR Chapter 8, Section 2, 2.3.2) Δσ equiv,j = f mean,j Δσ W,j 2.8 Koreksi Equivalent notch stress range Equifalensi notch stress range dipengaruhi oleh factor korosi f coat, koreksi material f material dan factor koreksi f thick teal pelat. (CSR Chapter 8, Section 2, 3.1) Δσ E,j = f coat f material f thick Δσ W,j 2.9 SN Curve Dalam analisa fatigue menurut JBP-CSR untuk grafik S-N sudah ditentukan harganya dengan m = 4.0 dan K = x untuk N 10 7 cycles dan m = 7.0 untuk N > 10 7 cycles dimana format kurva S-N adalah log N = log K m log S. Harga kurva S-N adalah sama untuk material BS 7608:1994 (CSR Chapter 8, Section 2, 3.3.1)

8 2.10 Perhitungan dasar fatigue damage Perhitungan fatigue damage pada seloading condition menggunakan persamaan diawah ini : (CSR Chapter 8, Section 2, 3.3.1) 4 j N L E, j 4 3/ 7 D j 1, v v 1, v 4 / K(ln N R ) dimana, K : Parameter Kurva S-N diamil dengan harga T N L : Jumlah n cycle = L 4 log L T L : Desain umur konstruksi kapal untuk CSR 25 tahun = detik ln N R E, i Г : tipe 2 incomplate gamma fuction, dicari dengan munggunakan software γ : tipe 1 incomplate gamma fuction, dicari dengan munggunakan software 2.11 Kriteria Fatigue dan life time Kriteria fatigue pada CSR-JBP didesain untuk umur pemakaian dua puluh lima tahun. Sehingga desain criteria fatigue damage adalah tidak oleh kurang dari dua puluh lima tahun, artinya fatigue damage yang di hitung harus memenuhi criteria seagai erikut : (CSR Chapter 8, Section 2, 4.1) D 1. 0 j D j Dimana : D j : fatigue damage pada desain pemeanan Maksudnya apaila harga D j < dari 1.0 maka kapal mempunyai umur konstruksi leih dari dua puluh lima tahun artinya kriteria terseut dapat diterima, sedangkan D j > 1.0 maka agian konsrtrksi terseut mempunyai umur kurang dari dua puluh lima tahun yang artinya kriteria terseut ditolak. Life time = D 25 tahun

9 3. Analisa Setelah meng-inputkan kondisi atas, vertikal ending momen dan semua tekanan dan ean maka model kapal dapat di hitung dengan menggunakan sofware MSC Nastran. Untuk perhitungan fatigue terdapat eerapa agian konstruksi yang mana fatigue crack akan teridentifikasi. Bagian terseut merupakan samungan konstruksi dieragai tempat. Bagian-agian terseut dseut dengan hot spot dan akan menjadi sujek dalam menganalisa perhitungan fatigue selanjutnya. Bagian-agian terseut dapat dilihat pada tael 2.1 Setelah mengadakan perhitungan dengan MSC Nastran maka didapat esarnya tegangan disetiap kondisi pemeanan (LC1-LC4) yang erjumlah 64 kondisi. Dari ke-64 tegangan terseut diamil tegangan maksimalnya per agian konstruksi. Kemudian harga tegangan maksimal terseut merupakan harga tegangan lokal (hot spot stress). Hot spot stress range : W W, i1,( k ) W, i2,( k ) Dimana : σ w,i,(k) : tegangan yang terjadi pada setiap load case (H, F, R, P) Berikut hasil perhitungan tegangan menggunakan FE model pada setiap load casenya : Kondisi pemeanan 1 (LC1): Ilustrasi pemeanan: NOTASI MEMBER M1 M3 M4 M5 M6 Tael 3.1 : Hasil tegangan pada LC 1 σw,i, (ka) N/mm2 NOTASI F H P R DETAIL a a (lower) a (upper) (lower) a a (upper) (lower) M M Kondisi pemeanan 2 (LC2): Ilustrasi pemeanan:

10 NOTASI MEMBER M1 M3 M4 M5 M6 Tael 3.2 : Hasil tegangan pada LC 2 σw,i, (ka) N/mm2 NOTASI F H P R DETAIL a a (lower) a (upper) (lower) a a (upper) (lower) M M Kondisi pemeanan 3 (LC 3) Ilustrasi pemeanan. NOTASI MEMBER M1 M3 M4 M5 M6 Tael 3.3 : Hasil tegangan pada LC 3 σw,i, (ka) N/mm2 NOTASI F H P R DETAIL a a (lower) a (upper) (lower) a a (upper) (lower) M M Kondisi Pemeanan 4 (LC 4) Ilustrasi pemeanan.

11 NOTASI MEMBER M1 M3 M4 M5 M6 Tael 3.4 : Hasil tegangan pada LC 4 σw,i, (ka) N/mm2 NOTASI F H P R DETAIL a a (lower) a (upper) (lower) a a (upper) (lower) M M Dari tegangan hot spot yang diperoleh dari metode terseut maka dicari equivalent hot spot stress range yang merupakan fungsi f mean, j dari dengan persamaan : Δσ equiv,j = f mean,j Δσ W,j f mean, j : koreksi faktor unutk mean stress f mean, j = max 1 ln(10 ) m, j 0.4, max 0, 2 4 W, j Tael 3.5 : Equivalent hot spot stress range pada LC1 Memers f mean, j Δσequiv I Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom

12 Tael 3.6 : Equivalent hot spot stress range pada LC2 Δσequiv I Memers f mean, j Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.7 : Equivalent hot spot stress range pada LC3 Δσequiv I Memers f mean, j Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.8 : Equivalent hot spot stress range pada LC4 Δσequiv I Memers f mean, j Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom

13 Selanjutnya kita dapat menentukan equivalensi notch stress yang merupakan fungsi dari konsentrasi tegangan yang erkaitan dengan jenis samungan pengelasan. Harga K f dapat diketahui dari tael 4.9. Dan erikut ini harga K f pada setiap detail agian konstruki pada pelat alas dalam : Sehingga harga equivalensi notch stress adalah : Tael 3.9 : Harga K f Memers Kf Inner ottom plating 1.25 M3 a 1.25 Transverse ulkhead M4 a 1.25 Hold frames of single side ulk carriers 1.25 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.10 : Equivalent notch stress range pada LC 1 Memers ΔσEq I Inner ottom plating 349 M3 a 351 Transverse ulkhead M4 a 304 Hold frames of single side ulk carriers 345 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom

14 Tael 3.11 : Equivalensi notch stress range pada LC 2 Memers ΔσEq I Inner ottom plating 357 M3 a 344 Transverse ulkhead M4 a 351 Hold frames of single side ulk carriers 351 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.12 : Equivalensi notch stress range pada LC 3 Memers ΔσEq I Inner ottom plating 250 M3 a 205 Transverse ulkhead M4 a 245 Hold frames of single side ulk carriers 285 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom

15 Tael 3.13 : Equivalensi notch stress range pada LC 4 Memers ΔσEq I Inner ottom plating 360 M3 a 314 Transverse ulkhead M4 a 341 Hold frames of single side ulk carriers 325 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Terakhir tegangan yang dipakai dalam perhitungan fatigue damage adalah correction equivalent notch stress (Δσ E )yang merupakan fungsi dari faktor erikut ini f coat, f material, f thick. f coat : faktor korosi f coat = 1.05 untuk alas = 1.03 untuk void dan ruang muat f material : faktor koreksi terhadap jenis material 1200 f material = 960 Re H f thick : faktor koreksi terhadap ketealan pelat 0.25 t f thick = 22 untuk t 22 mm f thick = 1.0 untuk t < 22 mm sehingga untuk detail agian alas dalam dapat dihitung seagai erikut: Tael 3.14 : faktor korosi, material dan faktor ketealan pelat ReH Memers Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom f coat f material t mm f thick

16 Tael 3.15 : Correction notch stress range pada LC 1 Memers ΔσE Inner ottom plating 337 M3 a 339 Transverse ulkhead M4 a 294 Hold frames of single side ulk carriers 333 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.16 : Correction notch stress range pada LC 2 Memers ΔσE Inner ottom plating 345 M3 a 332 Transverse ulkhead M4 a 339 Hold frames of single side ulk carriers 339 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom

17 Tael 3.17 : Correction notch stress range pada LC 3 Memers ΔσE Inner ottom plating 242 M3 a 198 Transverse ulkhead M4 a 237 Hold frames of single side ulk carriers 275 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.18 : Correction notch stress range pada LC 4 Memers ΔσE Inner ottom plating 348 M3 a 303 Transverse ulkhead M4 a 330 Hold frames of single side ulk carriers 314 Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Perhitungan fatigue damage seagai erikut: 4 j N L E, j 4 3/ 7 D j 1, v v 1, v 4 / K(ln N R ) K : Pareamter Kurva S-N diamil dengan harga T N L : Jumlah n cycle = L = log L T L : Desain umur konstruksi kapal untuk CSR 25 tahun yaitu ln N R E, i Г : type 2 incomplate gamma fuction, dicari dengan munggunakan software γ : type 1 incomplate gamma fuction, dicari dengan munggunakan software

18 Tael 3.19 : harga α j LC BC-A BC-B, BC-C L<200m L 200m Dalam persamaan fatigue damage diatas yang paling erpengaruh adalah haraga α j yang merupakan faktor pemootan dari kondisi pemeanan dari LC1 LC4. Harga α j dapat dilihat pada tael diatas. Tael 3.20 : Harga D J dan life time prediction dalam tahun pada LC 1 Memers Δσ lifetime Dj N/mm2 (tahun) Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.21 : Harga D J dan life time prediction dalam tahun pada LC 2 Memers Δσ lifetime Dj N/mm2 (tahun) Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom

19 Tael 3.22 : Harga D J dan life time prediction dalam tahun pada LC 3 Memers Δσ lifetime Dj N/mm2 (tahun) Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Tael 3.23 : Harga D J dan life time prediction dalam tahun pada LC 4 Memers Δσ lifetime Dj N/mm2 (tahun) Inner ottom plating M3 a Transverse ulkhead M4 a Hold frames of single side ulk carriers Ordinary stiffeners in doule side space M6 a M7 Ordinary stiffeners in doule ottom Hasil dari perkiraan umur konstruksi kapal Bulk Carrier ISA LUCKY DWT memuktikan ahwa pada area yang ditelilti (M1, M3, M4, M6, M7 dan M8) memenuhi kriteria yang diatur dalam regulasi Common Structural Rules Chapter 8, Section 2, 4.1. Tetapi ada eerapa agian yang hasil umur konstruksi kapalnya masih terlalu dekat dengan kriteria yang disyaratkan dalam CSR. Untuk itu dapat dilakukan penamahan ketealan pelat pada agian konstruksi yang memiliki nilai umur konstruksi kapal masih terlalu dekat dengan kriteria yang disyaratkan oleh CSR. Hal ini dilakukan karena dengan penamahan ketealan pelat maka tegangan yang dihasilkan akan leih kecil, sehingga umur konstruksi kapal isa leih panjang.

20 4. Kesimpulan Setelah dilakukan perhitungan dan analisa pada a IV tentang perkiraan umur konstruksi pada kapal Bulk Carrier ISA LUCKY DWT maka dapat diketahui ahwa: 1. Tegangan pada hasil analisis sangat esar karena regulasi CSR memerlakukan faktor pengurangan teal pelat akiat korosi, yang mana ketealan pelat untuk analisa leih tipis dianding ketealan yang akan dipasang. Hal ini sangat mempengaruhi esarnya tegangan yang terjadi pada kapal. 2. Tegangan sangat esar juga diseakan karena regulasi CSR menerapkan pemeanan eksternal yang leih ekstrim, karena pemeanan gelomang menggunakan ekivalensi desain gelomang (EDW), H, F, P dan R. 3. Umur konstruksi kapal ini memenuhi kriteria pada regulasi CSR yang mempunyai rancangan umur konstruksi hingga 25 tahun. Sehingga dapat disimpulkan regulasi CSR dapat menghasilkan desain konstruksi kapal yang leih tahan lama, kuat dan leih aman untuk erlayar pada kondisi ekstrim (Samudra Atlantik Utara). 5. Daftar Pustaka IACS "Joint Bulk Carrier Project". IACS Common Structural Rules for Bulk Carriers. UK, 1 Januari Gary E. Horn, Yung K. Chen, Jack M, Chen. Safehull Fatigue Assessment of Ship Structural Details 1.Amercan Bureau of Shipping 1999, New York, NY, 1 H. Cramer, Roert loseth & Kjell Olaisen,. Fatigue Assesment of Ship Structures Elsevier,1994. H.El Minor, Kaifani, M Louah, Z Azari, G. Pluvinage. Fracture Toughness Of hight steel Using the notch stress intensity factor and volumetric Approach, Elsevier Inge Lotserg, 8 August Assessment of fatigue capacity in the new ulk carrier and tanker rules. 18, 2: